Marco Teórico de la fresadoraLA FRESADORA Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas. Inventadas a principios del siglo XIX, las fresadoras se han convertido en máquinas básicas en el sector del mecanizado. Gracias a la incorporación del control numérico, son las máquinas herramientas más polivalentes por la variedad de mecanizados que pueden realizar y la flexibilidad que permiten en el proceso de fabricación. La diversidad de procesos mecánicos y el aumento de la competitividad global han dado lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunque tienen una base común, se diferencian notablemente según el sector industrial en el que se utilicen. Asimismo, los progresos técnicos de diseño y calidad que se han realizado en las herramientas de fresar, han hecho posible el empleo de parámetros de corte muy altos, lo que conlleva una reducción drástica de los tiempos de mecanizado. Debido a la variedad de mecanizados que se pueden realizar en las fresadoras actuales, al amplio número de máquinas diferentes entre sí, tanto en su potencia como en sus características técnicas, a la diversidad de accesorios utilizados y a la necesidad de cumplir especificaciones de calidad rigurosas, la utilización de fresadoras requiere de personal cualificado profesionalmente, ya sea programador, preparador o fresador. El empleo de estas máquinas, con elementos móviles y cortantes, así como líquidos tóxicos para la refrigeración y lubricación del corte, requiere unas condiciones de trabajo que preserven la seguridad y salud de los trabajadores y eviten daños a las máquinas, a las instalaciones y a los productos finales o semielaborados. Es un cuerpo de fundición que se desliza verticalmente en el bastidor a través de unas guías por medio de un tornillo telescopio y una tuerca fija. directamente montadas sobre ella o a través de accesorios de fijación. El enlace del mecanismo con el husillo de la mesa o la consola se realiza a través de un eje extensible de articulaciones cardán . o automáticamente. Recibe el movimiento directamente del accionamiento principal de la máquina. Cuando es necesario para algunos trabajos. para permitir una extensa gama de velocidades del husillo. en la base inferior. para lo cual la mesa está provista de ranuras destinadas a alojar los tornillos de fijación. La consola: Es el órgano que sirve de sostén a la mesa y sus mecanismos de accionamiento. sobre la cual se desliza accionado a mano por tornillo y tuerca. en cuya parte superior se desliza y gira la mesa en un plano horizontal. se inmoviliza por medio de un dispositivo de bloqueo. Un dispositivo adecuado permite su inmovilización. puesto que es el que sirve de soporte a la herramienta y le dota de movimiento. por medio del cual la máquina se apoya en el suelo. en su parte central. pueden establecerse diversas velocidades de avances. Carro transversal: Es una estructura de fundición de forma rectangular. Caja de avances de la fresadora: Es un mecanismo constituido por una serie de engranajes ubicados en el interior del bastidor. Husillo de trabajo: Es uno de los órganos esenciales de la máquina. Generalmente se encuentra alojada interiormente en la parte superior del bastidor. Por medio de acoplamientos con ruedas correderas. Este eje recibe el movimiento a través de la caja de velocidades. se distinguen las siguientes partes principales: El bastidor: Es una especie de cajón de fundición. está ensamblado a la consola. La mesa: Es el órgano que sirve de sostén a las piezas que han de ser trabajadas. de base reforzada y de forma generalmente rectangular. Caja de velocidades del husillo: Consta de una serie de engranajes que pueden acoplarse según diferentes relaciones de transmisiones. Es la parte que sirve de sostén a los demás órganos de la fresadora. por medio de la caja de avances. aproximadamente. CONSTITUCION En las máquinas de fresar corrientemente usadas en los talleres de construcciones mecánicas. por medio de unas guías. En algunas máquinas los movimientos del palpador pueden seguirse sobre una pantalla. a lo largo de una de cuyas caras se desliza una escuadra llamada ménsula o consola. Topes regulables limitan automáticamente la marcha en el punto deseado. el husillo puede orientarse en las dos posiciones . auxiliándose con accesorios. Su principal nota característica la constituye su mesa inclinable que puede bascular tanto hacia la izquierda como hacia la derecha en 45°. sobre la cual. CLASIFICACION DE FRESADORAS La gran variedad de fresadoras puede reducirse a tres tipos principales: horizontales. respectivamente. de herramientas para trefiladoras y para prensas y estampas siguiendo una plantilla. En estas aplicaciones tienen empleos muy variados mediante accesorios basculantes y fácilmente recambiables que las hacen aptas para toda clase de trabajos con arranques de viruta. FRESADORA MIXTA: Cuando. que a su vez puede ir prolongado por un eje portafresas. longitudinal y transversal. En general son monopoleas y tiene la mesa con movimiento automático en sentido vertical.. se mueve un carro portamesa que se ha de fresar.FRESADORAS HORIZONTALES: Esencialmente. 2. 4. verticales y mixtas. hidráulicos o electrohidráulicos con refuerzo electrónico. FRESADORAS VERTICALES: Así se llaman las fresadoras cuyo eje portafresas es vertical. La fresadora vertical se aplica generalmente para trabajos de fresados frontales. FRESADORAS UNIVERSALES: La máquina fresadora universal se caracteriza por la multitud de aplicaciones que tiene. permiten la fabricación de piezas con formas irregulares. a su vez. longitudinal y transversal se pueden efectuar a mano y automáticamente en ambos sentidos. En la fresadora vertical el husillo porta -fresa está apoyado verticalmente en una cabezal porta-fresa generalmente giratorio. en la fabricación de piezas sueltas y de pequeñas series. por tener el eje portafresas horizontal. Esta disposición sirve con ayuda del cabezal divisor para fresar ranuras espirales. constan de una bancada vertical llamada cuerpo de la fresadora. El movimiento de un punzón que va palpando el modelo se transmite al husillo portafresa por medios mecánicos. Los tres movimientos de la mesa en sentido vertical. Estas máquinas encuentran aplicación en mecánica fina. en construcción de herramientas y de moldes. 5. 3. o al menos en sentido longitudinal. caracterizadas. un modelo o un prototipo. longitudinal y transversal. vertical o inclinable. En la parte superior de la bancada están alojados los cojinetes en los que gira el árbol o eje principal. Estas fresadoras se llaman universales cuando la mesa de trabajo puede girar alrededor de un eje vertical y puede recibir movimiento automático en sentido vertical. FRESADORAS COPIADORAS: Las máquinas fresadoras copiadoras cuyos procesos de trabajo pueden mandarse a mano o de modo totalmente automático. 1. En las manivelas que sirven para mover la mesa hay discos graduados que permiten ajustes finos. . En las grandes producciones en serie. El concepto de control numérico implicaba el uso de datos en un sistema de referencia para definir las superficies de contorno de las hélices de un helicóptero. entre los que destacan el lenguaje normalizado internacional ISO y los lenguajes Fagor y Siemens. Al principio los desplazamientos eran de punto a punto. a muchas fresadoras se les incorpora un sistema de control numérico por computadora (CNC) que permite automatizar su trabajo. Stulen. El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el control de la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar. en la década de 1940. Utilizando el control numérico. mediante la utilización de una computadora. FRESADORA DE CONTROL NUMERICO POR COMPUTADORA El primer desarrollo en el área del control numérico por computadora (CNC) lo realizó el inventor norteamericano John T. fresado. y así se facilita mejor la lectura de cotas en sus desplazamientos. y se utilizaban básicamente en taladradoras. $ y “ (comillas). el equipo de procesado se controla a través de un programa que utiliza números. letras y otros símbolos. todos ellos de programación numérica. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas. y las aplicaciones sin máquina herramienta. Las fresadoras universales modernas cuentan con dispositivos electrónicos donde se visualizan en forma mas sofisticada en unas que en otras las posiciones de las herramientas. los cuales llegan a incluir &. permiten comprobar la secuencia de operaciones programadas. (por ejemplo los llamados códigos G y M).o metrología. La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos. están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Estos números. letras y símbolos. También pueden incorporar un mecanismo de copiado para diferentes perfiles de mecanizado. Cuando la tarea en cuestión varía se cambia el programa de instrucciones. fresa e incluso se tornea y que han pasado a denominarse centros de mecanizado en lugar de fresadoras propiamente dichas. oxicorte. Parsons (Detroit 1913–2007) junto con su empleado Frank L. Existen varios lenguajes de programación CNC para fresadoras. Se dividen las aplicaciones en dos categorías: las aplicaciones con máquina herramienta. laminado o torneado. tales como el ensamblaje. trazado. Para desarrollar un programa de CNC habitualmente se utilizan simuladores que. %. Asimismo. permitiendo realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de pieza a otra mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar así como el sistema de sujeción de las piezas. tales como taladrado. Se diseñaron para adaptar las variaciones en la configuración de productos. Las fresadoras con control numérico por computadora (CNC) son un ejemplo de automatización programable. La invención de las funciones de interpolación lineal y circular y el cambio automático de herramientas hizo posible la construcción de una generación de máquinas herramientas con las que se taladra. el control numérico resulta útil para la robotización de la alimentación y retirada de las piezas mecanizadas.6. rosca. los cuales se indican a continuación: Cabezal universal Ejes portafresas Aparato divisor y contrapunta Mesa circular divisora Divisor lineal Aparato mortajador Cabezal especial para fresar cremalleras Mesa inclinable. . Rotulación y Carteleria. Ejes portafresas: Son accesorios de la fresadora que se usan para sujetar la fresa y a la vez para transmitirle el movimiento que recibe el husillo. Industria de la madera. Se construyen de acero duro aleado. Industria del mueble. Principales aplicaciones: Maquetas y prototipos. Mecanizado técnico. bien tratado y con acabados muy lisos y precisos. Industria aeronáutica ACCESORIOS La fresadora está provista de una serie de accesorios que le permiten realizar las más variadas operaciones de fresado. Pinzas portafresas. Para fresas con chavetero longitudinal. Para diferenciar estos portafresas se les agrupa dentro de una primera clasificación en: -Ejes portafresas largos. de acuerdo al chavetero de fresas: i. por las funciones que cumplen son: III. Cuerpo cónico. Para fresas con chavetero transversal. o De agujero roscado: Estos portafresas tienen el vástago roscado. Para fresas con agujero. Su diferencia está en que el eje cilíndrico largo se ha reemplazado por uno muy corto y en otros casos se ha eliminado por completo. Ejes portafresas cortos o mándriles portafresas. Ejes portafresas cortos. De agujero liso: Estos mandriles sé sub-clasifican en dos tipos. lo que permiten tomar y fijar aquellas fresas que en lugar de chavetero llevan el agujero roscado. I. se suplementa el ancho de la fresa con anillos separadores con chaveteros.TIPOS: · Los ejes portafresas se seleccionan según el tipo de fresa que se debe montar y el tipo de trabajo que se va a efectuar. a fin de poder apretar la fresa contra el mandril. II. Ejes portafresas largos: Las partes principales de un eje portafresas largo. El largo del vástago cilíndrico del mandril debe ser menor que el ancho de la fresa. o Para fresas con espigas. Estos ejes cumplen con la misma función que los ejes portafresas largos. Eje cilíndrico IV. En caso de ser mayor. ii. Collar impulsor V. . Montaje entre el plato y punto. en cuyo agujero ajusta el diámetro de la espiga de la fresa. Características y empleo: . Algunos tipos de portapinzas. Hacer divisiones distribuidas regularmente en la periferia de una pieza (anillos graduados. o Con espiga cilíndrica: Para la sujeción y apriete de las fresas que tienen el mango cilíndrico se dispone de: o Mandriles con agujero cilíndrico. levas en espiral). Fresado de piezas en ángulo (engranajes cónicos). los cuales corresponden a montajes típicos en torno. TIPOS DE MONTAJE DE PIEZAS. en el alojamiento del portapinza. ruedas dentadas). para hacer posible estas combinaciones. para fijarlo dispone de un prisionero que se aprieta contra una muesca plana que lleva la espiga de la fresa. Conseguir que la pieza gire a una velocidad relacionada y en forma simultánea con el desplazamiento de la mesa ( para hacer engranajes helicoidales. – Algunos de estos casos son: iii.El cuerpo cónico se fija en el husillo y. se mete la pinza que es fijada por la tuerca. se construyen con diversas conicidades. v. los mandriles portafresas. tornillos sinfín. se emplean estos mandriles que actúan como manguitos cónicos intermediarios entre la espiga de la fresa y el husillo. Montaje entre puntos d. ii. por ejemplo: con conicidad interior Morse y coincida exterior Stsandard americana o viceversa. Portapinzas: Son mandriles hechos para ser fijados directamente al husillo cuyo alojamiento permite tomar en forma centrada las pinzas. contrapunta. sujetándolas mediante una tuerca o un tirante. e. Debido a las combinaciones que resultan de tener que montar fresas con estas espigas. Los montajes que permiten mecanizar piezas en el aparato divisor pueden agruparse básicamente en tres: b. Al apretar la tuerca no sólo se fija la pinza sino también se aprieta la pieza al ser presionado el asiento cónico de la pinza. puntos centros. Aparato divisor: El montaje sobre el aparato divisor permite hacer en la fresadora ciertas operaciones que de otro modo no será posible ejecutarlas. La misma disposición de la nariz del husillo del aparato divisor y del torno como también los mismos elementos empleados (platos. iv. o cuando menos resultarían muy complejas. brocas. Montaje al aire c. por su diseño. o Cuando las fresas de espiga cónica no se pueden fijar directamente al husillo por diferencias en los diámetros y por diferencia de conicidades. la que permite fijar posición definitiva de apriete de la pinza y de la pieza. Clasificación: a. bridas de agarre) permiten efectuar los montajes en forma similar. i. traen también una contratuerca. En ambos casos se recomienda el uso de gatos. en el que se ha montado el plato universal o un mandril con espiga cónica. ya que por no haber espacio suficiente no se podría colocar la brida de arrastre. Montaje entre plato y punto: · Este tipo de montaje es que resulta más indicado cuando hay que dar pasadas fuertes a la pieza. Se recurre a estos montajes cuando por las condiciones de trabajo o por la forma y dimensiones de la pieza. gatos. · Hay ocasiones en que es la solución más conveniente. además de resultar más cómodo tomar la pieza en el plato. los cuales posteriormente irán colocadas en ejes. en ambos casos. sin embargo. escuadras. · El giro de las piezas. el centrado que se obtiene no es tan preciso como el que se consigue montando la pieza entre puntos. como engranajes y anillos.Montaje al aire: Es el que se hace usando sólo el cabezal divisor. para evitar que flexione. · Ambos montajes permiten un centrado rápido y seguro de piezas. se hace posible mediante el montaje de los elementos de arrastre. Sus formas varían según su aplicación y sirven para la fijación de piezas sobre las mesas o sobre accesorios de las máquinas herramientas. ELEMENTOS DE FIJACION Los elementos de fijación son generalmente de acero o hierro fundido. Las piezas que se montan sobre mandriles son aquellas que llevan un agujero central mecanizado. Hay que diferenciar dos formas de montaje entre puntos: · El montaje directo de la pieza entre puntos y. en cuyo husillo se ha ubicado un punto centro. es la manera más conveniente de fijarla y de permitir la acción de la herramienta. Reciben diversos nombres. tales como: bridas. Montaje entre puntos: · Para estos montajes se usa la contrapunta y el cabezal. las que pueden sacarse y volverse a poner sin perder por ello su concentricidad. · Cuando la pieza que se toma entre puntos o entre plato y punto es muy larga o muy delgada conviene darle un tercer apoyo. razón por la que es importante conservar la concentricidad entre el agujero central y la superficie exterior. Incluso en ciertas oportunidades cuando la pieza es larga y delgada se usa un doble apoyo adicional. · El montaje de piezas sobre mandriles ubicados entre puntos. calces. . sus caras son planas y mecanizadas formando un ángulo de 90° . El acero al carbono es económico en las fresas que se utilizan muy de tarde en tarde. con una ranura central para introducir el tornillo de fijación. compuestos de un cuerpo y un tornillo con una contra tuerca para bloquearlo. . el acero rápido es conveniente siempre que las fresas tengan mucho uso. LAS FRESAS Fresas: Son herramientas de filos múltiples que giran alrededor de un eje al efectuar el movimiento de corte. CLASES DE FRESAS. Los dientes de las primeras se afilan por su cara superior borde o lateral y los de las segundas únicamente por su cara frontal. Bridas: Son piezas de acero. en “V “ y regulables. Las fresas de dientes postizos pueden tener dichos dientes soldados a la masa o bien formando pequeñas herramientas independientes (lamas) que se sujetan a un plato portacuchillas mediante cuñas a propósito u otros dispositivos semejantes. están construidos de tal manera que todas las secciones rectas del diente que pasan por el eje de la fresa tienen el mismo perfil. de forma plana o acodada. El perfil de los dientes de las primeras es casi triangular mientras que el de las segundas se acerca más a un rectángulo. o bien de acero rápido o extrarápido. la widia en esta forma o soldada a la masa de la herramienta. Pueden ser planos. Estas bridas también pueden tener un tornillo en uno de sus extremos para regular la altura de fijación. de acero o hierro fundido y mecanizados. Fresas con dientes destalonados Fresas con dientes postizos. forjadas o mecanizadas. escalonados. Esta segunda solución se emplea para fresas de gran diámetro. Material de las fresas: Las fresas se construyen generalmente de acero duro al carbono. El acero rápido se emplea en cuchillas independientes. Escuadras: Son elementos generalmente construidos de hierro fundido. Gatos: Son elementos de apoyo. Las fresas se clasifican en tres grupos: Fresas con dientes fresados. Calces: Los calces son elementos de apoyo. La parte superior puede ser articulada o fija. Esto hace que las dimensiones de las ranuras hechas con fresas de dientes fresados vayan disminuyendo con el afilado de los mismos y las de las hechas con las fresas destalonadas sean siempre las mismas hasta el completo desgaste de los dientes. generalmente de acero. Los dientes postizos de las fresas pueden ser de acero rápido o de metales duros (widia). .Clases de fresas por su modo de fijación. Las fresas pueden estar hechas para ser fijadas al árbol portafresas o bien para ser montadas en el extremo del eje. o sea. casi siempre son de diente inclinado. deben ir de ordinario enchavetadas para que no resbalen. Hay también fresas que pueden trabajar por dos caras. mandriles. Si tienen mango cilíndrico. Las fresas se muestran continuación: o Fresas para labrar superficies planas. este mango se sujetará con las pinzas correspondientes. CLASIFICACION DE LAS FRESAS POR SUS APLICACIONES Las fresas presentan muy variadas formas para adaptarse al trabajo que se ha de ejecutar. Aunque las primeras pueden ser de diente recto. o Las fresas frontales pueden ser de dientes postizos. o Fresas para ranurar: Se llaman así las que se emplean para construir ranuras de perfil rectilíneo. por dos caras y por tres caras. etc. entre las cuales se pueden colocar rodajas de papel o chapa delgadas para hacer variar la anchura de la fresa entre pequeños limites. fresas. Fresas para ranurar en T Fresas para ranuras en cola de milano Fresas para ranuras de chaveta Fresas sierras de discos para cortar Fresas para ejes estriados Fresas de roscar Fresas para avellanar. Las hay cortantes por una cara. Cuando las fresas van en el eje portafresas. machos. o venir preparadas para adaptarlas a un mango distinto por medio de una rosca que lleva la misma fresa. Pueden ser cilíndricas y frontales. según que los sientes se encuentren en la cara cilíndrica o en una de las caras planas. En este último caso pueden estar dotadas de su propio mango cilíndrico o cónico. ya directamente o ya por medio de un solo mango. helicoidales. Algunas de estas últimas se construyen en dos piezas. Si tienen mango cónico se habrán de fijar al eje. o Fresas para labrar herramientas: las hay para ranurar brocas. o por medio de un tornillo de presión. Accionadores manuales de carros Ejes de la máquina. además de un cortador o fresa de una pulgada. La fresadora vertical (de torreta) está formada básicamente por los siguientes elementos: 1.Carro vertical/ménsula..Cabezal 4.Desarrollo: Primeramente se pasara a explicar el equipo utilizado en este caso fue una fresadora vertical y un aparato divisor universal. 2. Fresadora vertical.Base. .Eje X: Eje principal de traslación horizontal y perpendicular al eje Z.Carro transversal.Eje Z: Eje principal de traslación y que se corresponde con el que proporciona la potencia de corte. 7... Son tres los ejes principales normalizados de los que dispone una fresadora vertical: ..Eje Y: Eje principal de traslación perpendicular al plano ZX ... 6. Positivo cuando la distancia entre la herramienta y la pieza aumenta.Columna. 3.. .Carro longitudinal. 5. El aparato divisor El aparato divisor (figura. Cada aparato divisor posee su propia constante. que no es más que la relación entre el número de dientes de la rueda helicoidal y el número de entradas del tornillo sin fin. El tornillo sin fin suele ser de una sola entrada pero puede ser de dos o más. ruedas dentadas. 1) tiene como finalidad realizar ranuras equidistantes. etc. reglas graduadas.) APARATO DIVISOR CON TORNILLO SIN FIN. Este aparato obtiene su movimiento angular del eje porta pieza. ? = ?1/?2 Z1= número de dientes de la rueda helicoidal Z2= número de entradas del tornillo sin fin Como consecuencia de esta relación se deduce que la constante del aparato divisor es igual al número de vueltas que se ha de dar a la manivela para que el eje porta piezas gire una vuelta . se suele representar por la letra K. brocas. etc. algunas veces sobre piezas cilíndricas (piñones.) y otras sobre reglas (cremalleras. mediante de un sistema tornillo sin fin y rueda helicoidal. que puede variar su radio. Discos o platos comunes: Desarrollo (Elaboración de la pieza) Explicado el equipo utilizado se pasa a la explicación de cómo se elaboró la pieza. Con lo que haciendo la división correspondiente dio como resultado: 20 6 30 Es decir. La constante del aparato divisor suele ser de 40 (K = 40). Estos aparatos (figura. En esta ocasión ocupamos la constante 30 del aparato divisor. . para hacer coincidir el pitón (4) de la misma con el círculo de agujeros deseado. 2) llevan en el eje (1) del tornillo sin fin (2) una manivela (3). 80.completa sobre sí mismo. 60. PARTES DE UN APARATO DIVISOR UNIVERSAL. Los platos de agujeros suelen ser intercambiables y cada uno de ellos lleva varios círculos de agujeros. seis vueltas completas del aparato divisor y 20 ranuras del mismo. sin embargo hay aparatos con constante de 30. de los varios que tiene un plato o disco fijo (5) al cabezal (6). ya que haríamos un hexágono regular. 100 ó 120. para ello primeramente se debe colocar la portafresa: Una vez instalado el portafresas junto a la fresa de una pulgada se fija la herramienta: .Ahora se procede a colocar la fresa de una pulgada. Una vez colocado y fijado se coloca la pieza de aluminio.Ahora procedemos a fijar el plato divisor y el contrapunto para colocar la pieza base para la elaboración del Hexágono. pero antes de empezar el proceso se selecciona la velocidad de giro la cual será 630 RPM (LOS) rpm y la velocidad del paso que será la mínima: Con todo esto se pasa ya a la elaboración del hexágono: . al llegue como dirían. casi nada. . Esto para que en el eje Z se le pueda recorrer 2mm hacia abajo.Para empezar se acerca el cortador/fresa lo más próximo posible a la pieza. hasta que una pequeña cantidad de material se devaste. Al colocarlo de esa manera se recorre sobre el eje Y (Ya explicado anteriormente) hasta que el cortador no tenga contacto con la pieza. lo activamos y poco a poco ira devastando la pieza. simple ejecución.Al hacer esto se procede a colocar el avance automático en Y. es importante que se esté lubricando constantemente Cada que se termine de devastar un lado se procede a dar las 6 vueltas con 20 espacios del plato divisor y así hasta terminar el Hexágono regular. .